ทวงคืนคะแนน PAT2 ฟิสิกส์อะตอม

0
2002

กลับมาพบพี่บิวอีกครั้งกลับทวงคืนคะแนนสอบ วันนี้พี่บิวจะพาน้องๆ ไปทวงคืนคะแนน PAT2 เรื่องฟิสิกส์อะตอม เรื่องฟิสิกส์อะตอมนี้ข้อสอบ PAT2 มักจะออก 3 เรื่องด้วยกัน คือ แบบจำลองอะตอมของโบร์ ,อะตอมของไฮโดรเจน และปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กตริก ถ้าน้องๆ อ่านไม่ทันพี่บิวแนะนำให้อ่านเน้นๆ แค่ 3 เรื่องนี้ไปเลยค่ะ

ทบทวนสูตรฟิสิกส์อะตอม

แบบจำลองอะตอมของโบร์
อิเล็กตรอนมีวงโคจรรอบนิวเคลียสเป็นชั้นๆ แล้วอิเล็กตรอนแต่ละตัวมีโมเมนตัมเชิงมุม มีสูตรดังนี้

\(L = mvR= n\bar h\)  โดยที่ \(\bar h\) \(={\frac{h}{2{\pi}}}\)

สเปกตรัมของอะตอมของไฮโดรเจน
การเลื่อนชั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนทำให้เกิดเส้นสปกตรัมขึ้น มีสูตรดังนี้

\(\frac{1}{\lambda}= R_H({\frac{1}{x^2}}-{\frac{1}{n^2})})\)

ปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กตริก
ปรากฎการณ์ที่แสงทำให้เกิดไฟฟ้าขึ้น มีสูตรดังนี้

\(hf \)\(= W+{E_k}\) โดยที่ \(W= \)\(h{f_0} \)

โดยที่    \(R_H\)  คือ ค่าคงที่ริดเบิร์ก \(1.1{\times}10^{-7} \,\, m^{-1}\)

\(x\)   คือ ชั้นสุดท้ายที่อิเล็กตรอนอยู่

\(n\)  คือ ชั้นแรกที่อิเล็กตรอนอยู่

\(L \)  คือโมเมนตัมเชิงมุม

\(m\)   คือ มวล \((g)\)

\(v\)   คือ ความเร็ว \((g)\)

\(R\)  คือ ระยะทาง \((m)\)

\(W\)  คือ ฟังก์ชันงาน \((J)\)

\(hf\)  คือ พลังงานจากแสงที่ตกกระทบ

\(E_k\) คือ พลังงานจลน์ \((J)\)

\(f_0\) คือ ความถี่ขีดเริ่ม \((Hz)\)

\(\lambda_0\) คือ ความยาวคลื่นขีดเริ่ม \((m)\)

\(c\)c คือ ความเร็วแสง \(3{\times}10^8 \,\, m/s\)

\(h\) คือ ค่าคงที่ของแพลงค์ \(6.63{\times}10^{-34} \,\, j.s\)

ตัวอย่างโจทย์ PAT2 ต.ค.59

อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสของไฮโดนเจนมีระดับพลังงานชั้นในสุดเท่ากับ -13.6 eV พลังงานดังกล่าวสอดคล้องกับพลังงานประเภทใดของอิเล็กตรอนมากที่สุด

            1. พลังงานจลน์
            2. พลังงานศักย์ไฟฟ้า
            3. พลังงานศักย์โน้มถ่วง
            4. ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์ไฟฟ้าและพลังงานจลน์
            5. ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์

โจทย์ลักษณะอย่างนี้จะออกมาให้น้องๆ วิเคราะห์และตัดตัวเลือกซึ่งถ้าสังเกตดีๆ จะไม่ยากเลยว่าแล้วมาลองวิเคราะห์และตัดตัวเลือกไปพร้อมกับพี่บิวดีกว่าค่ะ

ตัวเลือกที่ 1 พลังงานจลน์ ถ้าพูดถึงพลังงานจลน์ก็ต้องนึกถึงวัตถุที่มีการเคลื่อนที่ อิเล็กตรอนมีการเคลื่อนที่รอบนิวเคลียส ดังนั้นอิเล็กตรอนก็มีพลังงานจลน์ ตัวเลือกที่ 1 จึงเป็นคำตอบที่ถูก

ช้าก่อนนะคะ! อย่าเพิ่งตอบตัวเลือกที่ 1 เลย ลองพิจารณาตัวเลือกที่เหลือก่อน

ตัวเลือกที่ 2 พลังงานศักย์ไฟฟ้า อิเล็กตรอนที่มีการเคลื่อนที่ด้วยประจุลบซึ่งเป็นประจุไฟฟ้า ดังนั้นอิเล็กตรอนก็จะมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าเหมือนกัน ตัวเลือกที่ 2 ก็เป็นคำตอบที่ถูก

ตัวเลือกที่ 3 พลังงานศักย์โน้มถ่วง ถ้าพูดถึงพลังงานศักย์โน้มถ่วงก็ต้องนึกถึงพลังงานศักย์ที่สะสมในวัตถุที่อยู่ในที่สูงหรือที่ๆ มีแรงโน้มถ่วง ดังนั้นอิเล็กตรอนไม่มีแรงโน้มถ่วง ตัวเลือกที่ 3 จึงไม่ถูก

ตัวเลือกที่ 4 ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์ไฟฟ้าและพลังงานจลน์ จากตัวเลือกที่ 1 กับตัวเลือกที่ 2 เป็นคำตอบที่ถูก ดังนั้นตัวเลือกที่ 4 จึงเป็นตัวเลือกที่ถูกไปนะคะ

ตัวเลือกที่ 5 ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์  จากตัวเลือกที่ 3 คำตอบไม่ถูก ดังนั้นตัวเลือกที่ 5 จึงไม่ถูกเช่นกันค่ะ

โจทย์ถามว่า สอดคล้องกับพลังงานประเภทใดของอิเล็กตรอนมากที่สุด ดังนั้นตัวเลือกที่ 4 จะเป็นตัวเลือกที่ถูกที่สุดตัวเลือกที่ 4 จึงเป็นคำตอบข้อนี้ไปค่ะ

โจทย์ข้อนี้ก็จะไม่มีคำนวณแต่จะให้วิเคราะห์โจทย์ ข้อง่ายๆ แบบนี้น้องๆ ต้องทวงคะแนนคืนมาให้ได้นะคะ
หากน้องๆมีข้อสงสัยเกี่ยวกับฟิสิกส์อะตอมหรือฟิสิกส์เรื่องอื่นๆ สามารถสอบถามเข้ามาได้ที่ line @schooldekd หรือ www.facebook.com/schooldekd

ถ้าหากน้องๆอยากติวเพิ่มเติมสามารถสมัครเรียนได้ที่ พิชิต TCAS – ของไหล ความร้อน อะตอมนิวเคลียร์ สอนโดย อ.แชร์ สุปิติ บูรณวัฒนาโชค อดีตเหรียญทองของฟิสิกส์โอลิมปิกประเทศไทย และตัวแทนแข่งขันฟิสิกส์โอลิมปิกระดับเอเชีย ได้เรียนกับตัวจริงด้านฟิสิกส์แบบนี้ พลาดไม่ได้เลยนะคะ

Comments

comments